Качество электрической энергии. Общие положения. Отклонения и размах колебаний частоты. Несимметрия напряжений

Качество электрической энергии.

Общие положения.

Электроэнергия, как особый вид продукции, обладает определёнными характеристиками, позволяющими судить о её пригодности в различных производственных процессах.

Совокупности характеристик, при которых приёмники электроэнергии способны выполнять заложенные в них функции, объединены общим понятием качества электроэнергии.

В последние годы повышению качества электроэнергии уделяют большое внимание, так как качество электроэнергии может существенно влиять на расход электроэнергии, надёжность систем электроснабжения , технологический процесс производства.

Стремление повысить производительность труда на современных промышленных предприятиях, а также усложнение технологических процессов обусловили  широкое применение регулируемых вентильных электроприводов , мощных дуговых печей , сварочных установок. Характерной особенностью этих потребителей  является влияние их на качество электроэнергии питающих сетей. В свою очередь нормальная работа электрооборудования зависит от качества электроэнергии питающей системы. Взаимное влияние электрооборудования  и питающей системы называют электромагнитной совместимостью.

Решение проблемы электромагнитной совместимости связано с определением и поддержанием оптимальных показателей качества  электроэнергии, при которых выполняются технические требования с минимальными затратами.

Выделяют следующие вопросы при решение задачи повышения качества электроэнергии: экономические ; математические и технические.

Экономические вопросы включают в себя методы расчёта убытков от некачественной электроэнергии в системах промышленного электроснабжения. Математические аспекты представляют собой обоснование тех или иных методов расчёта показателей качества электроэнергии. Технические аспекты включают в себя разработку технических средств и мероприятий, улучшающих качество электроэнергии, а также организацию системы контроля и управления качеством.

В соответствие с ГОСТ 13109 – 87 показателями качества у приёмников электроэнергии приняты следующие:

1)  при питание от электрических сетей однофазного тока: отклонение частоты ; отклонение напряжения; рамах колебаний частоты; размах изменения напряжения; коэффициент несинусоидальности напряжения;

2)   при питание от электрических сетей трёхфазного тока: отклонение частоты; отклонение напряжения; размах колебаний частоты; размах изменения напряжения; коэффициент несинусоидальности напряжения; коэффициент не симметрии напряжений; коэффициент неуравновешенности напряжений;

3)   при питание от электрических сетей постоянного тока: отклонение напряжения; размах изменения напряжения; коэффициент пульсации напряжения.

Значения показателей качества электроэнергии должны находиться в допустимых пределах с интегральной вероятностью 0,95 за установленный период времени.

Для анализа качества электроэнергии в системах электроснабжения промышленных предприятий предусматривают их контроль со следующей периодичностью измерений:

1)  при контроле отклонений напряжения;

а) для предприятий с непрерывным производством – не менее одних суток;

б) для предприятий с пятидневной рабочей неделей и узлов энергосистем – не менее одних рабочих и одних нерабочих суток;

в) во всех остальных случаях – не менее двух рабочих и одних нерабочих суток;

2)  при контроле  коэффициента несинусоидальности напряжения, размаха изменения напряжения, размаха колебаний частоты;

а) в электрических сетях с электродуговыми сталеплавильными печами – в течение 30 минут в период наибольших нагрузок (период расплавления);

б) в электрических сетях с установками электродуговой и контактной сварки – в течение 30 минут;

в) в электрических сетях с обжимными прокатными станами – в течение 10 – 12 циклов прокатки;

г) в электрических сетях жилых и общественных зданий – в течение 1 часа в период возникновения наибольших колебаний напряжения;

д) во всех остальных случаях – в течение одних суток;

3)  при контроле коэффициента несимметрии напряжений;

а) в сетях с однофазными электропечами, работающими в «спокойном» режиме  (печи сопротивления, электрошлакового переплава и др.),- в течение 1 часа в период наибольших нагрузок;

б) в сетях с однофазными нагрузками, работающими в резкопеременном режиме (электродуговые сталеплавильные печи, тяговые нагрузки, электродуговая и контактная электросварка и т.д.), -  в течение одного часа в период наибольших нагрузок;

в) во всех остальных случаях в течение одних суток;

4)  при контроле коэффициента неуравновешенности напряжений – в течение одних суток;

5)  при контроле коэффициента пульсации выпрямленного напряжения – в течение 30 минут.

6)   Контроль за отклонением частоты должен быть постоянным.

Качество электроэнергии можно улучшить средствами питающей сети или применением соответствующего оборудования на основе имеющегося опыта проектных и эксплуатационных организаций.

Часть решений, в основном обусловленных техническими требованиями, является общей и должна приниматься на основе имеющихся указаний. В других случаях учитывают специфику конкретных условий (наличие крупных ударных нагрузок может считаться особенностью предприятий).